高中生物植物对水的吸收和利用人教版必修一精编版

植物对水的吸收和利用
例析
[例1] 右图是研究植物水分代谢的4个实验装置。

请判断实验开始后，玻璃管内的水是否流动及流动方向(无流动以×表示。

流动
方向以↑、↓、→、←表示)。

下
面四个选项中的符号依次表示4
个装置中用符号标示的玻璃管内
的水分流动现象，其中正确的是
A．↑↓×× B．×
↑×→ C．↓↑→→ D．↓↑×←
[解析]渗透作用的进行需具备两个条件，一是具有半透膜．二是膜两边的溶液具有浓度差。

成熟的植牲细胞是一个渗透系统．原生物层是其选择透过性膜，当膜两侧溶液的浓度不同时。

水分子表现出由低浓度一侧向高浓度一侧运动，分析各项可知：(1)玻璃管内的水分子不运动：(2)蒸腾作用和渗透作用使玻璃管内的水向上运动；（3）由于玻璃管两端的蔗糖溶液的浓度相同，故玻璃管内的水分子不运动：(4)玻璃管两端的液体浓度不同，浓度高的一侧吸入的水分子多，另一侧吸入的水分子少，玻璃管内出现水分由左向右运动。

[答案]B
[同类变式一] 向猪膀胱膜
注入一半的30%蔗糖溶液，扎紧入
口，然后将其侵入5%的蔗糖溶液
中，每隔10分钟称一次重量（W），
下列坐标图像中，能正确表示测
定结果的是
[解析] 猪的膀胱膜是一种半透膜，在膜两侧存在浓度差时，可发生渗透现象。

但膜外浓度小于膜内浓度时，水向膜内净流入，因此膜内液体量增加，直至达到膜两侧渗透压平衡为止。

[答案] B
[特别提示] 在观察坐标图时不仅要注意曲线的发展趋势，也要注意当曲线达到一定程度后，它不会再沿原趋势发展的原因：膜两侧渗透压已达到平衡。

[同类变式二] 实验装置如右图所示，一段
时间后，含液体3的半透膜袋萎缩，而含液体
1的半透膜袋坚挺硬实，请推断实验开始时-3
种液体的浓度是(下表中的“高”表示高浓度蔗
2的浓度应介于液体1和3之间，再根据选择项分析，液体2应为低浓度蔗糖，否则无法解释1、2、3浓度为什么会由高到低。

[答案]A
[延伸拓展] 通过实验结果分析实验材料的某些特性是实验中常常要达到的目的。

但这种装置图与结果表示方法的结合则是实验中比较完整的类型，也给大家提供了实验设计的一种模式。

[例2] 天平的两端托盘上的烧杯内各插有一根树
枝，且两根树枝的树叶一多一少，开始时天平两边平衡。

（见图）现将此装置移至阳光下照射，经过一段时间，
天平边将会下降，主要原因是
A.左、光合作用
B.右、杯内水分的蒸发
C.左、树叶的蒸腾作用
D.右、树叶的呼吸作用
[解析] 本题考查植物蒸腾作用，但在题中有意识混入了光合作用作用可能的影响。

需要分清光合作用确实可制造有机物，使叶片质量增加，但这种变化是在较长时间内有明显结果，而蒸腾作用却可在较短时间内迅速表现出差异，叶片面积的大小直接与该作用有关。

随蒸腾作用的加强，水分的丧失，右侧质量减轻，天平偏向左。

[答案] C
[特别提示]考虑问题时需要了解蒸腾作
用和光合作用的过程，同时还需要知道各自反
应时间的差异。

[同类变式] 下图表示向日葵在24h内的
水分吸收和蒸腾作用速率，据图推断下列哪一
项是正确的
A.在光下，吸收速率总是大于蒸腾作用速率
B.在光下，蒸腾作用速率总是大于吸收速率
C.在暗处，蒸腾作用速率总是大于吸
收速率
D.在暗处，吸收速率总是大于蒸腾作
用速率
[解析] 本题考查对图象的识别能
力，在暗处，蒸腾的速率总是低于吸收的
速率，而在光下，在两交点间是蒸腾速率高于吸收速率，两点外则反之。

[答案] C
[同类变式] 右图装置用于测定枝条的失水速率
(1)本实验研究的植物生理过程是。

(2)请指出并解释在实验和实验装置建立过程中的注意事项。

(3)本实验的实验假设是。

(4)实验图中储水开关的作用是。

(5)若实验装置处于高温环境下，图中半月面将怎样移动，为什么?
[解析]本题是一道实验题，要明确实验装置的具体操作和应用原理。

植物的失水是通过蒸腾作用实现的，因此为保证实验的准确性，必须尽可能减少实验过程中的误差，装置的密封性必须首要考虑，这如同在化学实验中检查实验装置的气密性一样。

另外还必须注意根据实验条件的变化进行必要的调整，并坚持可重复性原则，保证数据的准确。

由于热胀冷缩，温度的变化对实验也可以造成影响。

[答案] (1)蒸腾作用 (2)①所有(管道)联接处均涂以凡士林以保持装置密闭；②当植物生存环境改变时，应使植物对新环境有一段时间的适应；③测量应重复进行几次，并取其平均值，这在统计学上才是更可靠的 (3)植物吸水速率等于失水速率 (4)水阀打开，储水使得半月面移回起始点，这样可进行重复实验测量 (5)半月面向左移动，与起始位置的距离加大，因高温促进叶表面的水分蒸发，因此蒸腾作用加强。

[延伸拓展] 通过本题掌握可影响实验误差的相关因素。

单一变量原则仍是实验过程中的基本原则。

二、能力提升技巧
（一）考试技巧在哪里
1. 引入水势的概念帮助解决有关渗透作用方向的问题。

水势定义为纯水的水势为0，若溶液中物质的微粒数越多，则水势越低，水由水势高的区域向水势低的区域流动。

植物本身有一个渗透系统，它就是介于液泡膜和细胞膜之间的原生质层。

在理解问题时可将溶液的浓度问题转化为水势问题处理，可起到异曲同工的效果。

2. 如何鉴定植物细胞的死活.
活细胞在存在细胞内外溶液浓度差时，可发生质壁分离或复原的现象，死细胞没有上述现象。

3. 植物细胞液浓度测量的方法
在本节要能设计实验检测植物的细胞液浓度，比如用系列浓度的溶液来测量植物细胞液的浓度，但要掌握逐渐缩小范围的方法：先使浓度差异大，而后在缩小的范围内将浓度差异缩小，可经济地迅速地测定其浓度。

由此进一步衍生出在实际生活中应如何利用该知识来指导农业生产等。

[例3] 请根据下述条件设计一实验，鉴别两种不同浓度的蔗糖溶液，写出实
验步骤并分析实验结果。

一瓶10%的蔗糖溶液。

一瓶30％的蔗糖溶液，250ml烧杯1个，半透膜制成的透析袋一个，刻度玻璃管一支。

细线一根，支架一个。

(1)实验步骤：__________________________
(2)实验分析：____________________________
[解析]本题实际上是给出实验的目的和材料用具，让学生自己设计一个渗透装置，通过刻度玻璃管内液面的升降(渗透作用的结果)来鉴别出这两种不同浓度的蔗糖溶液。

根据在课本上学过的渗透装置，就可进行设计。

[答案]（1）实验步骤：①将一瓶中的溶液倒人烧杯中；②将另一瓶中的溶液装满透析袋，刻度玻璃管插人袋内溶液中，用线将袋口和玻璃管扎紧。

③将插有刻度玻璃管的透析袋放人有溶液的烧杯中．垂直固定于支架上，记录玻璃管液面刻度。

④一段时间后，观察玻璃管液面刻度，确定液面是升还是降。

(2)结果分析：如液面升高，则透析袋中的溶液是30％蔗糖溶液，烧杯中的溶液为10％的蔗糖溶液；反之，可推知透析袋中是10％蔗糖溶液，烧杯中的溶液为30％蔗糖溶液。

[例4] 将同一植物细胞依次浸于蒸馏水、0.3 mol
∕L蔗糖和0.5 mol∕L尿素溶液中，观察原生质体的
体积随时间的变化，结果如下图所示：
(1) A、B、C中，表示细胞在蒸馏水中的
是，表示在0.3 mol∕L蔗糖溶液中的
是。

(2) ef段的细胞液浓度变化为。

(3) 试简要分析B、C曲线差异的原因：
[解析] 植物细胞在发生质壁分离时，细胞液的浓度会逐渐上升，以使其渗透压和外界溶液渗透压平衡，此时细胞体积缩小。

但有些小分子的物质如尿素等开始时会使植物细胞发生质壁分离现象，但随着它逐渐进入细胞内部，细胞内的渗透压会逐渐升高，细胞又会吸水而开始复原的过程。

[答案] （1）A C （2）细胞液浓度逐渐升高，最后与外界溶液浓度持平而进入相对稳定状态（3）B曲线是处于尿素溶液中的植物细胞，C曲线是蔗糖溶液曲线。

①尿素分子可缓缓进入细胞液，提高细胞液浓度，当其等于尿素溶液浓度时，细胞开始由失水变为吸水，直至平衡②蔗糖分子不能进入细胞，在蔗糖溶液中细胞失水，原生质层收缩，使细胞液浓度升高，失水减慢，直至平衡
[解题警示] 虽然外界溶液大于细胞内溶液时可发生质壁分离现象，但不同物质最后因能否进入细胞内而对后续结果有不同的影响。